第三单元平衡的移动.

第三单元化学平衡的移动外界条件对化学平衡的影响【思维激活】炼铁高炉中CO做还原剂发生的反应为3CO(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g)。如果增大该反应体系的压强，则反应平衡将___(填“正向”“逆向”或“不”)移动。若在上述反应中加入合适的催化剂，_____(填“能”或“不能”)减少CO的排放。不不能【知识梳理】1.化学平衡移动的过程：2.化学平衡移动与化学反应速率的关系：(1)v(正)__v(逆)：平衡向正反应方向移动。(2)v(正)__v(逆)：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。(3)v(正)v(逆)：平衡向_______方向移动。=逆反应3.外界因素对化学平衡的影响。正向逆向减小增大不吸热反应放热反应不能【微点拨】(1)化学平衡发生移动的实质是正逆反应速率不相等。正逆反应速率发生变化，平衡不一定移动。例如使用催化剂，正逆反应速率均增加，但是增加后的速率仍然相等，所以平衡不发生移动。(2)v(正)增大，平衡不一定向正反应方向移动。只有v(正)v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。(3)外界条件改变时，化学平衡发生移动，最终结果只能“减弱”条件的改变，但不能“消除”改变。考点一化学平衡的移动1.若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动结果浓度增大反应物浓度向正反应方向移动反应物浓度减小，但比原来大减小反应物浓度向逆反应方向移动反应物浓度增大，但比原来小增大生成物浓度向逆反应方向移动生成物浓度减小，但比原来大减小生成物浓度向正反应方向移动生成物浓度增大，但比原来小改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动结果压强增大体系压强向气体体积减小的反应方向移动体系压强减小，但比原来大减小体系压强向气体体积增大的反应方向移动体系压强增大，但比原来小温度升高温度向吸热反应方向移动体系温度降低，但比原来高降低温度向放热反应方向移动体系温度升高，但比原来低2.勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。3.几种特殊情况说明：(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。①恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。②恒温、恒压条件原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。【方法指南】解答化学平衡移动题目的一般思路【典题通关1】(2014·江苏高考改编)一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)容器编号温度(℃)起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)Ⅰ3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090下列说法正确的是()A.该反应的正反应为吸热反应B.达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，则反应将向正反应方向进行【解题指南】解答本题时应注意以下3点：(1)理解温度对平衡移动的影响以及对达到平衡时间的影响。(2)会运用等效平衡分析平衡后各组分的量的情况。(3)会用平衡常数判断反应进行的方向。【解析】选D。从表中数据知，容器Ⅲ相对于容器Ⅰ，温度降低，产物CH3OCH3和H2O的量增多，平衡正向移动，说明该反应的正反应为放热反应，A项错误；该反应为等体积变化，容器Ⅱ投入量为容器Ⅰ的两倍，所以相当于加压，但是平衡不移动，所以两容器中的CH3OH体积分数相等，B项错误；容器Ⅲ的温度低，反应速率慢，达到平衡的时间长，C项错误；对于容器Ⅰ中，平衡时，c(CH3OH)=0.040mol·L-1，K==4，Q==0.67K，说明反应应向正反应方向进行，D项正确。20.0800.0800.04020.150.100.15【变式训练】利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。反应一：Ni(粗，s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)ΔH0反应二：Ni(CO)4(g)Ni(纯，s)+4CO(g)ΔH0下列说法错误的是()A.对于反应一，适当增大压强，有利于Ni(CO)4的生成B.提纯过程中，CO气体可循环使用C.升高温度，反应一的反应速率减小，反应二的反应速率增大D.对于反应二，在180～200℃，温度越高，Ni(CO)4(g)的转化率越高【解析】选C。反应一的正反应是体积减小的反应，增大压强，平衡右移，有利于Ni(CO)4的生成，A正确；反应一以CO为原料，反应二产生CO，故其可以循环使用，B正确；升高温度，反应一和反应二的反应速率都增大，C不正确；反应二的正反应是吸热反应，在180～200℃，温度越高，反应进行程度越大，Ni(CO)4(g)的转化率越高，D正确。【加固训练】用氨水可使燃煤烟气脱硫，其原理为用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，化学反应为2NH3+SO2+H2O====(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O====2NH4HSO3能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有________(填字母)。A.增大氨水浓度B.升高反应温度C.使燃煤烟气与氨水充分接触D.通入空气使转化为采用上述方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是__________________________(用离子方程式表示)。3HSO24SO【解析】增大氨水浓度，使燃煤烟气与氨水充分接触，都能有效提高SO2的去除率；升高温度，不利于SO2的溶解，生成物在高温下也易分解；D项，通入空气，空气中的CO2会消耗氨水，不利于SO2的吸收，故选A、C。H2SO3的酸性强于H2CO3，抑制CO2的溶解，原理为+SO2====CO2+。答案：A、C+SO2====CO2+3HCO3HSO3HCO3HSO考点二化学平衡图像问题的解题方法1.解题思路和方法：看图像一看面，即纵坐标与横坐标的意义二看线，即线的走向和变化趋势三看点，即起点、折点、交点、终点四看辅助线，如等温线、等压线等五看变化，如浓度变化、温度变化等想规律联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律作判断根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断2.解答原则。以可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)为例：(1)“定一议二”原则。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。如图：这类图像的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析。(2)“先拐先平，数值大”原则。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图A)或表示的压强较大(如图B)。图A表示T2T1，正反应是放热反应。图B表示p1p2，A是反应物，正反应为气体总体积缩小的反应，即a+bc。【高考警示】(1)在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及图像中曲线的变化趋势。(2)不要忽视图像中的比例关系，比例关系一般涉及计算问题。(3)有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度，不要忽视。【典题通关2】电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq)ΔH0该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是()227CrO227CrO【解题指南】解答该题要注意以下两点：(1)平衡常数只与温度有关，且该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小。(2)注意图像中横纵坐标的含义及图像中曲线的变化趋势。【解析】选A。平衡常数只受温度影响。对于放热反应，升高温度，化学平衡常数减小；对于吸热反应，升高温度，化学平衡常数增大，A正确；pH增大，c(H+)减小，平衡向右移动，故转化率增大，B错误；升高温度，正、逆反应速率都加快，C错误；增大c(Pb2+)，平衡向右移动，n()将减小，D错误。227CrO227CrO【互动探究】(1)在该题中，若C项横坐标改为PbCrO4的物质的量，该示意图是否正确？提示：正确。PbCrO4为固体，固体量的增加不影响正反应速率，正反应速率不变。(2)选项C中升高温度，平衡向哪个方向移动？提示：因为正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动。【变式训练1】一定温度下的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH0，反应达到平衡及改变条件平衡移动的图像如图所示。下列说法错误的是()A.c点和d点X的正逆反应速率相等B.起始时，加入Y的物质的量为1.3molC.平衡状态由A变到B时，平衡常数：K(A)K(B)D.平衡状态由A变到B时，放出的热量：Q(A)Q(B)X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH0，【解析】选C。根据题中左图可知，c点和d点都是同一温度下的平衡状态，所以X的正逆反应速率相等，故A正确；由题中左图可知，该反应中生成物Z的物质的量增加了0.6mol，因此根据方程式知，参加反应的Y的物质的量=0.6mol×=0.9mol。平衡时Y的物质的量是0.4mol，所以起始时加入Y的物质的量为0.4mol+0.9mol=1.3mol，B正确；温度不变，平衡常数不变，所以K(A)=K(B)，故C错误；由题中右图可知，平衡状态由A变到B时，X的转化率增大，所以平衡正向移动，正反应是放热反应，所以放出的热量是Q(A)Q(B)，故D正确。32【变式训练2】(2014·湖州模拟)下列四图中，曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是()【解析】选C。温度越高反应速率越大，首先达到平衡状态，即“先拐先平数值大”，A错误；达到平衡后，增大压强，合成氨的反应平衡向正向移动，应v(正)v(逆)，B错误；正反应为吸热反应，升高温度平衡向正向移动，N2O4的物质的量分数减小，增大压强平衡向逆向移动，N2O4体积分数增大，C正确；增大CO2浓度，反应速率加快，CO2的转化率降低，D错误。【资源平台】化学平衡移动和反应物转化率的变化1.转化率：转化率=×100%反应物的起始浓度反应物的平衡浓度反应物的起始浓度2.外界因素对化学平衡和转化率的影响：(1)反应前后气体体积不相等的反应。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH0。条件变化平衡移动转化率变化增大O2浓度正移SO2的转化率增大，O2的转化率减小升高温度逆移SO2、O2的转化率都减小增大压强正移SO2、O2的转化率都增大(2)对于反应前后气体体积相等的反应。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)。条件变化平衡移动转化率变化增大H2的浓度正移H2的转化率减小，I2的转化率增大增大压强不移动转化率不变3.惰性气体对化学平衡、转化率的影响：(1)恒容容器通入惰性气体：反应体系中各物质的浓度不变；各物质的反应速率不变；平衡不受影响；反应物的转化率不变。(2)恒压容器中通入惰性气体：反应体系中各物质的浓度减小，反应速率减小；平衡向气体体积增大的方向移动。①若正反应为气体体积增大的反应，则反应物的转化率增大。②若正反应为气体体积减小的反应，则反应物的转化率减小。【高考警示】(1)增大反应物浓度，反应物的转化率不一定增大。如合成氨的反应中，增大氮气浓度，氮气的转化率减小，氢气的转化率增大。(2)生成物浓度比原来减小了，不一定是平衡向逆反应方向移动造成的，如气体反应减小压强，不论平衡向哪个方向移动，各种气体物质的浓度都减小。【典例】恒温恒容条件下，下列叙述正确的是()A.甲、乙两容器中分别加入1g